哈工大-機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)-說明書

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書（論文）Harbin Institute of Technology機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱： 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 分度沖壓機(jī)(方案1) 院 系： 機(jī)電工程學(xué)院 班 級(jí)： 1308XXX 設(shè) 計(jì) 者： XXXXX 學(xué) 號(hào)： 11308XXXXX 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)分度沖壓機(jī)設(shè)計(jì)方案一、設(shè)計(jì)課題概述分度沖壓機(jī)（方案一）功能描述如圖1所示。原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為，沖頭每分鐘沖壓次數(shù)為18、28、40，分三檔可以調(diào)節(jié)，沖頭行程為，判刑工作臺(tái)上均布8個(gè)工位，工作臺(tái)逆時(shí)針間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)過一個(gè)工位，沖頭沖壓一次。圖1二、設(shè)計(jì)課題工藝分析由設(shè)計(jì)課題可知，

2、分度沖壓機(jī)在沖壓平面時(shí)為沖頭向下沖壓，沖壓完畢后，沖頭上升，水平工作臺(tái)逆時(shí)針轉(zhuǎn)過一個(gè)工位（），然后進(jìn)行下一次沖壓。沖壓的時(shí)候水平工作臺(tái)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，待沖壓完畢后方可轉(zhuǎn)動(dòng)。綜上，分度沖壓機(jī)有兩個(gè)輸出運(yùn)動(dòng)，分別是：沖頭的上下沖壓運(yùn)動(dòng)，分度盤的間歇逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。可得分度沖壓機(jī)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，如圖2。沖頭工作行程空回行程分度盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)停止圖2 分度沖壓機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖三、設(shè)計(jì)課題運(yùn)動(dòng)功能分析 1.分度沖壓機(jī)的運(yùn)動(dòng)功能分析由設(shè)計(jì)課題可知，分度沖壓機(jī)由一臺(tái)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，有兩個(gè)執(zhí)行構(gòu)件（沖頭和分度盤）。分度沖壓機(jī)的運(yùn)動(dòng)傳遞途徑如圖3所示。圖中由原動(dòng)機(jī)到?jīng)_頭的運(yùn)動(dòng)傳遞路徑為主傳動(dòng)鏈，由主傳動(dòng)鏈分解一個(gè)運(yùn)動(dòng)到水平工作臺(tái)即分度

3、盤的運(yùn)動(dòng)傳遞路徑為輔傳動(dòng)鏈。圖31)分度沖壓機(jī)主傳動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)功能分析根據(jù)分度沖壓機(jī)的使用功能描述，沖壓機(jī)每分鐘沖壓次數(shù)為18、28和40次。通常情況下，原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速都要遠(yuǎn)大于。因此，需要減速，即傳動(dòng)比。也就是說，機(jī)械傳動(dòng)部分應(yīng)該具有運(yùn)動(dòng)縮小功能，把一個(gè)較大的輸入轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速較小的輸出傳動(dòng)。又因?yàn)樵摲侄葲_壓機(jī)有調(diào)節(jié)檔位的功能，故需要變速機(jī)構(gòu)。(1)原動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)功能。一般情況下，沖壓機(jī)是在工廠使用。在工廠車間里應(yīng)用的設(shè)備絕大多數(shù)原動(dòng)機(jī)是電動(dòng)機(jī)，具有連續(xù)回轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)形式。根據(jù)要求，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為，因此，分度沖壓機(jī)原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)功能單元表達(dá)符號(hào)如圖4所示。 n=1430r/min圖4 (2)主傳動(dòng)鏈減速運(yùn)動(dòng)及

4、變速功能。 由原動(dòng)機(jī)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要減速，同時(shí)，由于該沖壓機(jī)檔位可調(diào)，故需加變速機(jī)構(gòu)，其運(yùn)動(dòng)單元表達(dá)符號(hào)如圖5所示。i=79.44,51.07,35.75圖5(3)過載保護(hù)功能。金屬加工機(jī)床的原動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)部分之間通?；丶乙粋€(gè)過載保護(hù)單元，以便在過載時(shí)保護(hù)機(jī)床免遭損壞。多數(shù)情況下，這一過載保護(hù)功能同時(shí)還具有減速功能（），因此其表達(dá)符號(hào)如圖6所示。 圖6(4)沖頭運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)功能。由沖壓機(jī)功能可知，分度沖壓機(jī)沖頭的運(yùn)動(dòng)形式為連續(xù)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，并且每分鐘分別往復(fù)運(yùn)動(dòng)18次、28次和40次。而沖頭運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是其前面機(jī)械傳動(dòng)部分的輸出傳動(dòng)。因此，沖頭運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該具有將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)

5、轉(zhuǎn)換為往復(fù)連續(xù)直線移動(dòng)的功能，其運(yùn)動(dòng)功能單元表達(dá)符號(hào)如圖7所示。 n=18,28,40r/min圖7 (5)運(yùn)動(dòng)分支運(yùn)動(dòng)功能。圖8原動(dòng)機(jī)除了為沖頭運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力外還要為分度盤運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力。為此，在主傳動(dòng)鏈中加一個(gè)運(yùn)動(dòng)分支單元，把一個(gè)輸入運(yùn)動(dòng)分解成兩個(gè)輸出運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)功能單元表達(dá)符號(hào)如圖8所示。根據(jù)上述運(yùn)動(dòng)功能分析，可以繪制出分度沖壓機(jī)主運(yùn)動(dòng)鏈的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖，如圖9所示。1430r/min i=79.44, 51.07,35.7518,28,40r/min圖92)分度沖壓機(jī)輔傳動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)功能分析根據(jù)分度沖壓機(jī)功能要求，沖壓機(jī)的沖頭每沖壓一次，分度盤隨即轉(zhuǎn)過一個(gè)工位，且在沖壓時(shí)分度盤

6、不動(dòng)。沖壓結(jié)束后分度盤轉(zhuǎn)動(dòng)，即分度盤是間歇運(yùn)動(dòng)。(1)分度盤運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)功能。分度盤運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出運(yùn)動(dòng)是轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，可用直齒輪實(shí)現(xiàn)該運(yùn)動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)功能表達(dá)符號(hào)如圖10所示。圖10(2)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)功能。當(dāng)分度盤運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是輸入的單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，綜合考慮，使用槽輪實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)即可。運(yùn)動(dòng)功能表達(dá)符號(hào)如圖11所示。圖11 (3)輔傳動(dòng)鏈輸入運(yùn)動(dòng)功能。 輔傳動(dòng)鏈輸入運(yùn)動(dòng)為連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，方向?yàn)樗剑鑼⑵渥優(yōu)榇怪钡倪B續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)功能表達(dá)符號(hào)如圖12所示。圖12 2.分度沖壓機(jī)的運(yùn)動(dòng)功能系統(tǒng)圖根據(jù)上述分析的分度沖壓機(jī)由原動(dòng)機(jī)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)傳遞與轉(zhuǎn)換關(guān)系，可以繪出分度沖壓機(jī)的運(yùn)動(dòng)

7、功能系統(tǒng)圖，如圖13所示。圖13四、設(shè)計(jì)課題運(yùn)動(dòng)方案擬定 1.根據(jù)運(yùn)動(dòng)功能單元確定替代機(jī)構(gòu) (1)圖13中運(yùn)動(dòng)功能單元1的實(shí)現(xiàn)載體采用三相交流電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速為1430r/min 。(2)圖13中運(yùn)動(dòng)功能單元2為過載保護(hù)機(jī)構(gòu)，可采用帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。(3)圖13中運(yùn)動(dòng)功能單元3為變速機(jī)構(gòu)，可采用滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)。(4)圖13中運(yùn)動(dòng)功能單元4為減速機(jī)構(gòu)，可采用圓柱齒輪傳動(dòng)。同時(shí)，變速機(jī)構(gòu)也具有減速功能。(5)圖13中運(yùn)動(dòng)功能單元5的功能是把運(yùn)動(dòng)功能單元4的一個(gè)輸出運(yùn)動(dòng)分支成兩個(gè)運(yùn)動(dòng)。(6)圖13中運(yùn)動(dòng)功能單元6為沖頭運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可采用移動(dòng)從動(dòng)件盤型凸輪結(jié)構(gòu)。(7) 圖13中運(yùn)動(dòng)功能單元7實(shí)現(xiàn)的功能是

8、將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成垂直的連續(xù)轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)，故可用錐齒輪來實(shí)現(xiàn)此運(yùn)動(dòng)變換。(8) 圖13中運(yùn)動(dòng)功能單元8實(shí)現(xiàn)的功能是將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，故可采用槽輪機(jī)構(gòu)。(9)圖13中運(yùn)動(dòng)功能單元9實(shí)現(xiàn)的功能是減速功能，即使槽輪每轉(zhuǎn)過90度，分度盤轉(zhuǎn)過45度?？捎脠A柱齒輪傳動(dòng)。2.繪制機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡圖五、設(shè)計(jì)課題運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 1.帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 按傳遞功率4kW進(jìn)行設(shè)計(jì)。(1)傳動(dòng)帶類型和帶傳動(dòng)形式。普通V帶開口傳動(dòng)。 (2)普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算。序號(hào)計(jì)算項(xiàng)目符號(hào)單位計(jì)算公式和參數(shù)選定1設(shè)計(jì)功率kW,2選定帶型A型普通V帶3初定傳動(dòng)比4小帶輪基準(zhǔn)直徑mm5大帶輪基準(zhǔn)直徑mm6傳動(dòng)比不計(jì)滑動(dòng)率計(jì)入滑動(dòng)率，取7

9、帶速m/s8初定軸間距mm，取9所需基準(zhǔn)長度mm，取10實(shí)際軸間距mm11小帶輪包角()2.齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)分配傳動(dòng)比上述帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算中得到的帶傳動(dòng)比為帶傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)的總傳動(dòng)比為則齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為齒輪傳動(dòng)的總傳動(dòng)比由變傳動(dòng)比和定傳動(dòng)比兩部分組成，即為避免一對(duì)滑移齒輪的齒數(shù)差過大，可以先假定變傳動(dòng)比的最大值為據(jù)此，可以求出定傳動(dòng)比為采用二級(jí)減速，故 根據(jù)已求得的定傳動(dòng)比可以確定其他變傳動(dòng)比為 (2)配湊中心距 實(shí)現(xiàn)變傳動(dòng)比的三對(duì)滑移齒輪分別安裝在兩根軸上，這就意味著這三對(duì)滑移齒輪的中心距都是相同的。 取 為使傳動(dòng)質(zhì)量更好，取。則 同理 ， (3)定軸傳動(dòng)齒數(shù)確定取 ，取 ，取 (4)齒輪

10、設(shè)計(jì)計(jì)算滑移齒輪幾何尺寸計(jì)算序號(hào)名稱代號(hào)公式滑移齒輪3、4滑移齒輪5、6滑移齒輪7、8齒輪3齒輪4齒輪5齒輪6齒輪7齒輪81模數(shù)m32齒數(shù)z1767246030543分度圓柱螺旋角04分度圓壓力角5齒頂高系數(shù)16頂隙系數(shù)0.257分度圓直徑d5120172180901628基圓直徑47.92188.8867.66169.1484.57152.239齒距p9.42510基圓齒距8.85611齒頂高312齒根高3.7513全齒高h(yuǎn)6.7514齒頂圓直徑57207781869616815齒根圓直徑43.5193.564.5172.582.5154.516中心距12612612617齒頂壓力角32.7

11、924.1529.8424.5828.2425.0218重合度1.6581.6931.710定軸齒輪幾何尺寸計(jì)算（主運(yùn)動(dòng)鏈）序號(hào)名稱代號(hào)公式定軸齒輪9、10定軸齒輪11、12定軸齒輪13齒輪9齒輪10齒輪11齒輪121模數(shù)m32齒數(shù)度圓柱螺旋角04分度圓壓力角5齒頂高系數(shù)16頂隙系數(shù)0.257分度圓直徑d51162511621628基圓直徑47.92152.2347.92152.23152.239齒距p9.42510基圓齒距8.85611齒頂高312齒根高3.7513全齒高h(yuǎn)6.7514齒頂圓直徑571685716816815齒根圓直徑43.5154.543.5154

12、.5154.516中心距106.5106.516217齒頂壓力角32.7925.0232.7925.0225.0218重合度1.6411.6411.766定軸齒輪幾何參數(shù)計(jì)算（輔運(yùn)動(dòng)鏈錐齒輪）序號(hào)項(xiàng)目代號(hào)計(jì)算公式及計(jì)算結(jié)果1齒數(shù)齒輪1417齒輪15172模數(shù)33壓力角4齒頂高系數(shù)15頂隙系數(shù)0.26分度圓錐角齒輪14齒輪157分度圓直徑齒輪1451齒輪15518錐距9齒頂高齒輪143齒輪15310齒根高齒輪143.6齒輪153.611齒頂圓直徑齒輪1455.24齒輪1555.2412齒根圓直徑齒輪1445.91齒輪1545.9113當(dāng)量齒數(shù)齒輪1424齒輪152414當(dāng)量齒輪齒頂圓壓力角齒輪1

13、4齒輪1515重合度=1.602定軸齒輪幾何參數(shù)計(jì)算（輔運(yùn)動(dòng)鏈直齒輪）序號(hào)名稱代號(hào)公式定軸齒輪18定軸齒輪19定軸齒輪201模數(shù)m32齒數(shù)z1717343分度圓柱螺旋角04分度圓壓力角5齒頂高系數(shù)16頂隙系數(shù)0.257分度圓直徑d51511028基圓直徑47.9247.9295.859齒距p9.42510基圓齒距8.85611齒頂高312齒根高3.7513全齒高h(yuǎn)6.7514齒頂圓直徑575710815齒根圓直徑43.543.594.516中心距5176.517齒頂壓力角32.7932.7927.4418重合度1.5161.5983.槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)槽輪序號(hào)項(xiàng)目代號(hào)槽輪機(jī)構(gòu)計(jì)算1槽數(shù)z42槽間角3

14、槽輪每次轉(zhuǎn)位時(shí)撥盤的轉(zhuǎn)角4撥盤圓銷相對(duì)回轉(zhuǎn)半徑,5槽輪相對(duì)半徑,6鎖止弧張角7圓銷半徑8相對(duì)槽深0.414,h取30mm9槽輪輪轂相對(duì)直徑0.586,取40mm10撥盤輪轂相對(duì)直徑0.586,取30mm11鎖止弧半徑,取30mm12圓銷個(gè)數(shù)j113槽輪每次轉(zhuǎn)位時(shí)間與停歇時(shí)間之比14運(yùn)動(dòng)系數(shù)4. 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)序號(hào)項(xiàng)目代號(hào)計(jì)算公式1從動(dòng)件行程h200mm2升程運(yùn)動(dòng)角3遠(yuǎn)休程運(yùn)動(dòng)角4回程運(yùn)動(dòng)角5近休程運(yùn)動(dòng)角6從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律當(dāng)時(shí)，采用等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、當(dāng)時(shí)，、當(dāng)時(shí)，采用正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律當(dāng)時(shí)，、7升程許用壓力角取8回程許用壓力角取9基圓半徑10偏距e100mm11滾子半徑，取40mm12理論廓線xy13理論廓線曲率半徑14壓力角15工作廓線XY16工作廓線曲率半徑注：凸輪的基圓半徑和偏距e通過下面的圖確定，范圍取三條線公共的下方的點(diǎn)（e，）。凸輪圖（取圖中（-100，-100）點(diǎn)）六、設(shè)計(jì)課題運(yùn)動(dòng)方案分析由機(jī)構(gòu)簡圖可知，當(dāng)撥盤16剛要撥動(dòng)槽輪時(shí)，凸輪22進(jìn)入到近休止?fàn)?/p>